Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Гидродинамика и теплообмен во вращающихся элементах ротационных аппаратов 10
1.1. Ротационные аппараты для процессов гидродинамики, тепло- и массопереноса на объектах теплоэнергетики 10
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена во вращающихся каналах различной формы 14
1.3. Постановка задачи исследования 27
Глава 2. Физическая и математическая модели сопряженных задач теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке 34
2.1. Общие положения 34
2.2. Физическая и математическая модели сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевым насадком 37
2.2.1. Физическая модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале 37
2.2.2. Математическая модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале 40
2.3. Физическая и математическая модели сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся кольцевом насадке 48
2.3.1. Физическая модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся кольцевом насадке 48
2.3.2. Математическая модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся кольцевом насадке 50
Глава 3. Численная реализация сопряженных задач теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке .54
3.1. Оценка существующих методов решения 54
3.2. Метод конечных элементов решения сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале 60
3.2.1. Построение конечно-элементной модели метода конечных элементов 60
3.2.2. Расчет температуры стенки канала 63
3.2.3. Формирование и решение системы уравнений для нахождения полей скоростей и температур в проточной части канала 66
3.2.4. Расчет давления 82
3.3. Решение сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся кольцевом насадке 85
Глава 4. Анализ результатов численного решения сопряженных задач теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке 91
Глава 5. Модернизация узла нагрева воды в системе водоподготовки на базе центробежного пароструйного подогревателя 99
5.1. Описание технологического процесса 99
5.2. Общая схема технологического расчета теплообменных аппаратов.. 103
5.3. Инженерный расчет теплообменных аппаратов 110
Основные выводы 124
Список использованной литературы 127
Приложения 142
- Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена во вращающихся каналах различной формы
- Физическая и математическая модели сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевым насадком
- Метод конечных элементов решения сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале
- Анализ результатов численного решения сопряженных задач теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке
Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность работы определяется современными требованиями энерго- и ресурсосбережения, предъявляемыми к теплообменному оборудованию, установленному в системах водоподготовки предприятий промышленности и объектов промышленной энергетики. Анализ литературных источников [1-5] показал, что разработанные на сегодняшний день конструкции гравитационных струйных аппаратов инжекторного и эжекторного типов, обладающие наряду с положительными качествами и рядом недостатков (низкий КПД [1], малый коэффициент инжекции, не превышающий в лучших конструкциях значения 0,21 [2]), а также широко известные кожухотрубные теплообменные аппараты [4-9] не обеспечивают на практике требуемых энергетической и теплогидродинамической эффективностей.
В связи с этим, важное значение приобретают исследования, касающиеся разработки и проектирования класса теплообменной аппаратуры, обладающей высокой энергетической эффективностью, что вызывает необходимость проведения комплексного исследования, включающего в себя разработку и численную реализацию сопряженной задачи теплообмена в каналах теплообменных аппаратов с вращающейся рабочей поверхностью и возможность модернизации на этой основе узла нагрева воды в системе водоподготовки путем замены кожухотрубного теплообменника на центробежный пароструйный подогреватель.
Цели работы:
— энергосбережение в системе водоподготовки за счет модернизации узла нагрева воды путем замены кожухотрубного теплообменника на центробежный пароструйный подогреватель;
- разработка математических моделей сопряженных задач теплообмена при ламинарном течении вязкой жидкости в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке, состоящих из полных уравнений гидродинамики и теплообмена, дополненных уравнениями теплопроводности и условиями однозначности (начальными и граничными условиями), а также условиями сопряжения;
— разработка алгоритмов численной реализации сопряженных задач теплообмена в радиально вращающихся каналах на основе метода конечных элементов с использованием метода Галеркина;
— определение перепадов давления, поля скоростей и температур в стенках и проточной части радиально вращающихся каналов в зависимости от чисел закрутки, критериев Рейнольдса и Пекле.
Научная новизна заключается в том, что: математические модели сопряженных задач теплообмена при ламинарном течении вязкой жидкости в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке разработаны на базе полных уравнений гидродинамики и теплообмена, дополненных уравнениями теплопроводности, с заданными условиями однозначности (начальными и граничными условиями), а также условиями сопряжения; алгоритмы решения сопряженных задач теплообмена, разработанные для условий трехмерного течения вязкой несжимаемой жидкости, основаны на применении метода штрафа для определения перепадов давлений и использовании метода конечных элементов для определения поля скоростей и температур в стенках и проточной части каналов в зависимости от чисел закрутки, критериев Рейнольдса и Пекле.
Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается гем, что математические модели сопряженных задач теплообмена разработаны на базе фундаментальных уравнений гидродинамики и теплообмена; численное интегрирование проведено с использованием известных классических методов. Результаты теоретических исследований подтверждены данными других авторов, опубликованными в литературе.
Практическая ценность работы заключается в том, что: - в целях энергосбережения предложено техническое решение по модернизации узла нагрева воды в системе водоподготовки цеха пароснабжения ОАО «Казаньоргсинтез» путем замены кожухотрубного теплообменника на центробежный пароструйный подогреватель; - исследования, проведенные в работе, могут быть использованы при проектировании и расчете конструкций высокоэффективных теплообменных аппаратов гравитационного и центробежного типов, используемых в системах водоподготовки предприятий промышленности и объектов промышленной теплоэнергетики. На защиту выносятся:
— техническое решение по модернизации узла нагрева воды в системе водоподготовки путем замены кожухотрубного теплообменника центробежным пароструйным подогревателем с теплообменным элементом, выполненным в виде радиально вращающегося криволинейного конвергентного канала, снабженного радиальными лопатками и сочлененного с кольцевым насадком в виде призматических элементов ромбовидного сечения, расположенных непрерывным рядом по окружности;
— математические модели сопряженной задачи теплообмена при ламинарном течении вязкой жидкости в рассматриваемых каналах; алгоритм численной реализации сопряженной задачи теплообмена в каналах на основе МКЭ с использованием метода Галеркина;
— результаты теоретических исследований по перепадам давлений, поля скоростей и температур в стенках и проточной части каналов в зависимости от чисел закрутки, критериев Рейнольдса и Пекле.
Личное участие. Все основные результаты работы получены лично автором под руководством д.т.н., профессора Золотоносова Я. Д.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены: на
- XI международной научно - технической конференции студентов и аспирантов, 1-2 марта 2005г, г. Москва; - XV и XVI школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН А. И. Леонтьева, 23-27 мая 2005 г. г. Калуга и 21-25 мая 2007 г., г. Санкт - Петербург;
- IX аспирантско - магистерском семинаре, посвященном «Дню энергетика», 7- 26 декабря 2005 г., г. Казань;
- I молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения», 27-28 апреля 2006 г. г. Казань;
- XIX и XXI международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» - ММТТ-19 и ММТТ-21, 30 мая - 1 июня 2006 г. г. Воронеж и 27 мая — 31 мая 2008 г., г. Саратов;
- V и VI школах-семинарах молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН В. Е. Алемасова, », 6-7 сентября 2006 г и 16-18 сентября 2008 г., г. Казань;
- IV Российской национальной конференции по теплообмену, 23-27 октября 2006 г., г. Москва;
V всероссийской научно-технической студенческой конференции «Интенсификация тепло - и массообменных процессов в химической технологии», посвященной 100-летию Г. К. Дьяконова, 22-24 мая 2007 г., г. Казань;
- международной научно-технической конференции «Энергетика - 2008:
Инновации, решения, перспективы», посвященной 40-летию КГЭУ, 15-19 сентября 2008 г, г. Казань;
- научных семинарах кафедр ПТЭ КГЭУ и ТГСиВ КазГАСУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них - 2 статьи в рецензируемом научном журнале, определенном ВАК РФ.
Объем работы. Диссертация изложена на 141 странице, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 27 рисунков, 3 таблицы. Список использованной литературы содержит 142 наименования.
Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена во вращающихся каналах различной формы
Изучение теплообмена в каналах, вращающихся аксиально и радиально, необходимо для создания надёжных и экономичных систем нагревания (или охлаждения), вращающихся частей энергоустановок и теплообменных устройств. Аксиально вращающиеся каналы широко используются в энергетическом машиностроении, теплоэнергетике, химической технологии, авиационных двигателях, космических системах и др. Преимущественно они имеют цилиндрическую форму, также используются сужающиеся и расширяющиеся осесимметричные каналы, и каналы произвольной формы [21]. Существует ряд работ [16, 17, 21-29], посвященных исследованию гидродинамики и теплообмена в каналах, вращающихся вокруг своей оси. Одно из наиболее ранних исследований потока в трубе, вращающейся вокруг своей оси, выполнено Леви (1929 г.). Результаты данных исследований показывают, что вращение каналов относительно собственной оси оказывает существенное влияние на характер течения в них, а также процессов теплопереноса: значения коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления могут изменяться (увеличиваться или уменьшаться) в зависимости от типа течения в 2-3 и более раз [21]. Для характеристики влияния вращения на гидродинамику и теплообмен в большинстве работ используется число Рейнольдса вращения Rew = ul0 d/v и число закрутки N [21, 22]: Анализ [21] показывает, что ламинарное течение неустойчиво по отношению к малым невязким возмущениям, вызванным вращением вокруг собственной оси; эта неустойчивость проявляется уже при Re =165,75 и Reft = 53,92. Кроме того, показано, что для ламинарного режима течения имеет место следующее соотношение: Ргш - число Нуссельта в неподвижном гладком канале. Данное выражение предсказывает весьма слабые увеличения числа Нуссельта от числа закрутки, что не соответствует данным эксперимента и прямого численного моделирования [25]. Границы режимов течения в настоящее время найдены лишь приблизительно. В [22, 23] было показано, что основным критерием определения границ режима течения является изменение суммарного коэффициента гидравлического сопротивления труб: Здесь L - длина канала, d — диаметр трубы, и:ср - средняя по сечению осевая скорость, р — статистическое давление. При Re 2-103 увеличение N приводит к повышению А-г; с ростом Re величина А,г уменьшается, как и при ламинарном течении в неподвижных трубах. Этот режим течения назван В. К. Щукиным [22] «возмущенным» ламинарным. Дальнейшее возрастание числа Re характеризуется кривыми для Хг, которые имеют минимум (экстремум), зависящий от чисел Re и Rem [22, 23]. Течение в диапазоне чисел Re от 6-10"1 до минимума в [22] названо ламинаризованным. При этом режиме массовые силы ламинаризуют поток, вследствие чего величина \г в этой области выше, чем при ламинарном течении.
Возрастание А,г при дальнейшем увеличении Re связано с переходом к турбулентному течению, подверженному консервативному влиянию вращения. Этот режим назван в [22] «частично подавленным турбулентным». При высоких числах Re влияние вращения на поток становится второстепенным, наступает турбулентный режим течения. Зависимость критического числа Рейнольдса перехода к турбулентному течению Re„p от окружного Ref0 по данным [22] имеет вид а по данным работы [23] При этом, профиль осевой скорости в возмущенном ламинарном течении при возрастании Rea приближается к турбулентному типу [23], а распределение тангенциальной скорости близко к профилю в вынужденном вихре (закон твердого тела) [24, 25] который устанавливается, по данным теоретического расчета [26], при Re = 2300 на длине около 255 d. На базе теоретических исследований гидродинамики ламинарного течения вязкой жидкости во вращающемся канале, образованном конфузорно-диффузорными элементами [16], установлено, что расчётные значения поля скоростей в элементах трубы описываются кривыми распределения скорости — усеченной параболой в диффузоре и параболическим профилем в конфузоре. Кроме того, показано, что перепад давления по длине вращающегося канала определяется гидросопротивлением последовательно расположенных в нём элементов, особенностями гидродинамики в них: ростом давления в диффузоре и падением в конфузоре. Вращение каналов относительно собственной оси оказывает существенное влияние на характер течения в них, а также интенсивность процессов переноса. Установлено [21, 22], что в каналах постоянного сечения вращение возмущает и турбулизирует первоначально ламинарный поток. Коэффициент теплоотдачи в таких каналах увеличивается с ростом скорости вращения. Гидравлическое сопротивление и число Нуссельта в этом случае могут возрастать в 3-5 раз [21]. Авторами [27], в результате теоретического анализа ламинарного течения жидкости в вертикальной вращающейся трубе с прямоугольным профилем осевой скорости и, на входе, получено, что при со1 5,11 профиль осевой скорости uz соответствует течению Пуазейля; при 5.77 со" 25,91 течение жидкости у стенки замедляется, профиль скорости uz имеет деформированный вид. При со2 25,91, на некотором расстоянии от входа в трубу, возникают пристенные обратные течения жидкости.
Физическая и математическая модели сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевым насадком
Запишем физическую модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале. Рассмотрим случай, когда перерабатываемая жидкость поступает в конвергентный канал, вращающийся вокруг оси, перпендикулярной направлению движения жидкости с постоянной угловой скоростью ob. Течение жидкости стационарное, ламинарное, установившееся. (Рис.2.1) Можно положить, что на входе в канал профили радиальной скорости и температуры жидкости прямолинейные и Vr=uQ, T = TQ, причем величина скорости определяется объемным расходом жидкости. Скорости в поперечном и тангенциальном направлении в этом сечении равны нулю. Стенка конвергентного канала толщиной а с постоянным коэффициентом теплопроводности Яс является однородной, непроницаемой. На ее поверхности радиальная и поперечная составляющие скорости равны нулю. За начальным сечением жидкость, вследствие прилипания к радиальным лопаткам и стенкам канала, начинает тормозиться в радиальном направлении и увлекаться вращением в тангенциальном направлении. Вследствие торможения слоев жидкости, примыкающих к стенке канала, и неизменности объемного расхода среды происходит ускорение слоев жидкости у оси канала. Таким образом, в радиальном направлении происходит трансформация профиля из прямолинейного в параболический. Из-за вращения возникает тангенциальная составляющая скорости, которая возрастает с ростом угловой скорости вращения канала. Кроме того, вращение канала приводит к возникновению центробежного давления. Поскольку тангенциальный пограничный слой развивается вдоль оси, поле давлений также трансформируется как по оси, так и по радиусу канала. Давление в начальном сечении канала считается заданным (р = /?о)-[48] Течение в межлопастных каналах (рис. 2.2) складывается из поступательного радиального течения (1), как в неподвижном канале; циркуляционного (И), обусловленного вращением канала; и циркуляционного (III), вызываемого разностыо давлений по обе стороны лопатки [74].
Поступательное течение (I) направлено от центра к периферии; скорости его радиальны и соответственно уравнению неразрывности обратно пропорциональны расстоянию от центра. Циркуляционное течение (II) обусловлено инерцией жидкости, стремящейся сохранить в пределах каждого межлопастного канала свое положение в пространстве и потому стремящейся вращаться относительно колеса с угловой скоростью со, приблизительно равной угловой скорости колеса, но имеющей обратное направление. Линейные скорости этого движения распределены прямо пропорционально расстоянию от центра вращения и на входе в межлопастные каналы совпадают по направлению с окружной скоростью колеса, а на выходе - противоположны ей. Циркуляционное течение (III), связанное по теореме Жуковского с разностью давлений на рабочей и тыльной поверхности лопастей, несколько изменяет скоростной эффект течения (II). Течение симметрично относительно оси канала (z=0), следовательно, на оси осевая компонента скорости, а также градиенты радиальной и тангенциальной компоненты скорости, градиенты давления и температуры жидкости по координате z равны нулю [48]. На выходе из канала профили радиальной скорости и температуры жидкости Vr—U\, Т = Т\, причем Vr определяется как среднее по сечению, т.е. Vr = иср = у/ a, Q - расход жидкости в канале, S - площадь сечения отверстия, р — число отверстий. В силу малости размера канала во входном сечении скорость Vz равна нулю, а в тангенциальном направлении пропорциональна угловой скорости, т. е. Кф = oo/j. [48] На боковой границе радиальных лопаток выполняются условия прилипания жидкости, равенства температур и тепловых потоков по обе стороны от разделительной стенки. Теплообмен с торцов стенок лопаток отсутствует, а в общем случае внешняя поверхность стенки канала участвует в конвективном теплообмене с паром температуры Г„и средним коэффициентом теплоотдачи а/7.
Величины Т„ и ап считаются заданными. Такова физическая модель сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале. Для описания процесса теплообмена введем цилиндрическую систему координат (г,ф,г), жестко связанную с каналом и ориентированную таким образом, чтобы ось вращения была направлена вдоль оси z, а ось г направлена вдоль оси канала в сторону течения жидкости (рис 2. 3). Вращающийся конвергентный криволинейный канал, снабженный радиальными лопатками (рис. 2.3), представляет собой поверхность вращения, заданная дробно-линейной функцией, графиком которой является гипербола: На выходе из канала (при г = rx) расположена жесткая стенка с ромбовидными отверстиями. Обозначим через D- DXKJD2 - область стенки на выходе (рис 2. 1, вид 2ж А), у - — угол, образованный двумя соседними лопатками (п - число лопаток), р - число отверстий, / - номер отверстия (/ = \,р). Тогда «ширина» одного отверстия равна ці — —L и область отверстий может быть записана Р следующим образом [48, 75]
Метод конечных элементов решения сопряженной задачи теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале
Построенные математические модели и их численная реализация позволили определить численные значения гидродинамических параметров, а также распределения поля іемператур в жидкости и стенке радиально вращающегося криволинейного конвергентного канала и в каналах кольцевого насадка. Численные расчеты проводились при следующих исходных данных: рабочая жидкость - вода с начальной температурой 7 = 20,40, 60 и 80 С ; температура пара 7 =110С; ап =15000Вт/(м2 К); расход воды G = 3,0 м3/ч; расход пара Gn =0,085м3/ч; угловая скорость вращения криволинейного конвергентного канала & = 30...100с . Геометрические характеристики канала: г0 = 0,05 м ; гх= 0,125 м ; г2 = 0,135 м ; z0 = 0,05 м ; z,= 0,002 м; d3= 0,0512 м. Теоретический анализ показал, что тенденция изменения поля скоростей по проточной части канала, описанная в работе [48], сохраняется и в случае неизотермического режима. Наличие вращения определяет изменение структуры потока в канале, выражающееся в возникновении и развитии вторичного течения, формирующиеся вследствие неоднородности распределения значений градиента и силы Кориолиса. Получено, что радиальное вращение ведет к выравниванию скоростей, при этом профиль скоростей становится несимметричным относительно оси ірубьі. Однако профиль осевой скорости становится более полным, а в центральной части трубы более равномерным. Процессы теплообмена во вращающихся каналах в первую очередь зависят от изменений характеристик радиальной скорости. На рис 4. 1 представлено распределение безразмерной температуры в стенке криволинейного канала, на рис. 4. 2 — распределение безразмерной температуры в радиальной лопатке, а на рис. 4.3 - распределение безразмерной температуры в жидкости в радиальном направлении.
Согласно рис. 4. 1 следует, что с увеличением начальной температуры жидкости прогрев стенки криволинейного конвергентного канала происходит более интенсивно, как со стороны жидкости (рис. 4. 1а), так и со сюроны пара (рис. 4. 16). На рис. 4. 2, 4. 3. показано, что (вследствие низкой теплопроводности жидкости по отношению к теплопроводности стенки радиальной лопатки) рост температуры в жидкости происходит менее интенсивно по отношению к изменению безразмерной т емпературы в стенке радиальной лопаїки. На рис. 4. 4 представлено распределение безразмерной температуры в жидкости между лопатками (вдоль оси (р). Расчеты показали, что в проточной части канала максимальная температура жидкости в межлопаточном канале смещается к рабочей поверхности лопатки, находящейся в зоне большего давления, вызванного, в том числе, и силами Кориолиса. Кроме того, с увеличением начальной температуры жидкости происходит трансформация профиля безразмерной температуры в жидкости из параболического в трапециидальный закон распределения. Теоретические расчеты, проведенные в работе [48], показали, что с учетом гидродинамических характеристик течения жидкости наиболее оптимальным является установка в проточной части канала шести радиальных лопа і ок. Дальнейшие теоретические исследования сопряженной задачи теплообмена позволили подтвердить данное положение и установить, что изменение числа радиальных лопаток приводит к снижению коэффициентов теплоотдачи в среднем на 15...20%, причем начальная температура жидкости на входе в канал (рис. 4.5 а, б) существенным образом не влияет на оптимальное количество лопаток (и=6), поскольку коэффициенты теплоотдачи в этом случае всегда остаются наибольшими. На рис. 4. 6 представлены результаты исследования коэффициентов теплоотдачи в радиально вращающемся канале при различной начальной температуре, а рис. 4. 7 - при различных угловых скоростях вращения канала.
Анализ результатов численного решения сопряженных задач теплообмена в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и кольцевом насадке
Оборудование современных промышленных объектов теплоэнергетики в системах водоподготовки эксплуатируется при высоких тепловых нагрузках, что и предопределяет многообразие конструкций теплообменного оборудования и специфические требования к качеству теплоносителя. Режим эксплуатации водоподготовительных установок должен обеспечивать рабоїу предприятий без повреждений и снижения экономичности, вызываемых коррозией внутренних поверхностей водоподготовительного, теплоэнергетического и сетевого оборудования, а также образования накипи и отложений на теплопередающих поверхностях, отложений в проточной части, шлама в оборудовании [125, 126]. Использование водного теплоносителя высокого качества минимизирует скорость коррозии конструктивных материалов теплообменного оборудования и систем конденсатно-питательного тракта. Для удовлетворения жестких требований к качеству воды, используемой в различных процессах, связанных с теплообменом, возникает необходимость её специальной физико-химической обработки. Вода, являясь исходным сырьем, используется для следующих целей: - для получения пара в котлах, парогенераторах, испарителях и паропреобразователях; - для конденсации отработавшего в паровых турбинах пара; - для охлаждения различных аппаратов и агрегатов; - в качестве теплоносителя в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения. Обработка воды с целью её подготовки для производственных целей представляет собой комплекс физических и химических методов изменения её первоначального состава. Все многообразие методов обработки воды можно разделить на следующие группы [127]: улучшение органолептических свойств воды: осветление и обесцвечивание, дезодорация и др.; обеспечение эпидемиологической безопасности: хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая радиация и др.; кондіщионирование минерального состава: фторирование и обесфторирование, извлечение ионов тяжелых металлов, обезжелезивание, деманганация, умягчение или обессоливание и др.
В настоящее время в системах водоподготовки предприятий промышленности и на объектах энергетики широко применяются гравитационные струйные аппараты инжекторного и эжекторного типа. Простота схем включения и конструкций обеспечивают широкую область их использования [2, 128]. Однако наряду с преимуществами такие смешивающие устройства обладают и рядом недостатков, а именно: низким КПД [1], малым коэффициентом инжекции, не превышающим в лучших конструкциях значения 0,21 [3]. Остается актуальной и проблема надежной работы таких аппаратов во всех режимах от запуска до остановки [3]. Широко применяемые кожухотрубные теплообменные аппараты [4-9], в связи с высоким уровнем морального и физического износа (до 80%) и вследствие длительного срока их эксплуатации (более 45 лет), не обеспечивают на практике требуемых энергетической и теплогидродинамической эффекгивностей. В связи с этим представляется перспективной попытка использования на объектах энергетики и в современных системах теплоснабжения пароструйного подогревателя центробежного типа с теплообменным элементом, выполненным в виде радиально вращающегося криволинейного конвергентного канала, сочлененного с кольцевым насадком [18]. Существенным преимуществом предлагаемого подогревателя являются высокие коэффициенты инжекции, а также возможность регулирования его производительности без нарушения тепловых и гидродинамических режимов работы. Рассмотрим процесс приготовления частичнообессоленной (ЧОВ) и глубокообессоленой воды (ГОВ) в цехе пароснабжения ОАО «Казаньоргсинтез» методом ионного обмена, который применяется при очистке воды от растворимых примесей и осуществляется путем фильтрования воды через промышленные фильтры, загруженные ионитами [125-127, 129]. Исходная вода с расходом 100 м /ч с температурой +8С зимой и +18С летом подается с водозаборных сооружений ОАО «Казаньоргсинтез» на химводоочистку (ХВО) цеха пароснабжения на насосы поз. 25 (рис. 5. 1), откуда поступает в двухходовые кожухотрубные теплообменники с неподвижной трубной решеткой (типа ТН) поз. 27, 28, где подогревается при противотоке до 53,8С насыщенным паром температурой 110С давлением /? = 0,15МПа [130].
